淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得我國(guó)的建筑行業(yè)得到了更好的發(fā)展，建筑行業(yè)在不斷發(fā)展的過(guò)程中，要面臨的問(wèn)題也在不斷的增多，現(xiàn)在建筑不僅僅要滿足人們的居住需求，同時(shí)也要滿足人們對(duì)建筑功能的要求。建筑業(yè)在不斷發(fā)展的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生著改變，為了滿足不同建筑在形狀上的不同，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要做到更加滿足人們的需求。新的結(jié)構(gòu)模式在不斷的出現(xiàn)，這使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要不斷進(jìn)行創(chuàng)新，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用，但是在應(yīng)用的時(shí)候，也要不斷進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑；應(yīng)用

在很多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都應(yīng)用了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)在性能上有更好的抗震性，同時(shí)在剛度上也是非常好的。在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，剪力墻結(jié)構(gòu)得到了更為廣泛的應(yīng)用。但是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)剪力墻的位置和布置以及尺寸大小，是否符合施工在很多方面并沒(méi)有明確的規(guī)定，這樣就使得在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員只能根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)在進(jìn)行在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不可避免的會(huì)遇到一些問(wèn)題，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行更好的解決，才能確保設(shè)計(jì)的合理性。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的基本原則

在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)要遵循一定的設(shè)計(jì)原則，而且在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要嚴(yán)格滿足這些要求。在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，墻高和墻寬是要注意的首要問(wèn)題，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)面非常大，在厚度上卻是非常小，這樣在受力方面是存在著一些問(wèn)題的，同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)建筑中的區(qū)分好剪力墻和柱的作用，在肢長(zhǎng)和厚度之間是存在一定比值的，當(dāng)比值小于三的時(shí)候就要進(jìn)行柱的設(shè)計(jì)，當(dāng)比值大于三的時(shí)候才能進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)。剪力墻在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅僅要承擔(dān)水平面的受力，同時(shí)要承受豎向的壓力。剪力墻作為一個(gè)平面的構(gòu)件，在彎矩和剪力的綜合作用下是要承受很大的作用力的，而且在水平力的作用下，使得剪力墻的強(qiáng)度一定要滿足要求，同時(shí)要具有一定的延性。剪力墻在使用的時(shí)候是要承受一個(gè)平面內(nèi)最大的剛度和承載力的，這樣就使得平面外的剛度和承載力相對(duì)是較小的。同時(shí)在剪力墻和平面外的梁相連接的時(shí)候，一定會(huì)造成墻肢在平面外出現(xiàn)彎矩的情況，這樣就一定要采取相應(yīng)的措施來(lái)進(jìn)行防范，保證剪力墻在平面也可以是非常安全的。剪力墻在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要進(jìn)行設(shè)計(jì)方面的計(jì)算，在豎向和水平力的作用下，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的分析，保證設(shè)計(jì)出來(lái)的墻體在受力的時(shí)候也可以保證能夠承受荷載。剪力墻在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，還要對(duì)寬度和剪力墻之間的距離進(jìn)行充分的分析，這樣才能更好的確保建筑物的使用效果。

2 剪力墻的特點(diǎn)分類

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這要是因?yàn)榧袅υ谑褂玫臅r(shí)候表現(xiàn)出了良好的使用效果。剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中抗側(cè)剛度非常好，而且在承受壓力以后不會(huì)出現(xiàn)較大的側(cè)移。建筑在遭受到地震的時(shí)候，剪力墻的抗震能力也是非常好的，在使用的時(shí)候，剪力墻使得室內(nèi)的墻面非常的平整，住戶在使用的時(shí)候會(huì)更加的滿意。剪力墻在進(jìn)行分類的時(shí)候，主要是根據(jù)剪力墻的開洞大小來(lái)進(jìn)行的，同時(shí)和開洞的尺寸大小也是有很大關(guān)系的，可以將剪力墻分為整體上小開口的剪力墻、實(shí)體墻、壁式框架和多肢剪力墻。整體上小開口的剪力墻是指開洞面積較小的剪力墻，這種剪力墻在受力方面表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)就是在墻的連接位置不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的突變。實(shí)體墻就是沒(méi)有開洞的墻，這種墻在受力的時(shí)候，不會(huì)出現(xiàn)突變，也不會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)的情況。壁式框架是指墻的開洞尺寸較大，在受力的時(shí)候非常容易出現(xiàn)突變的情況，在很多的樓層中還有可能會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)的情況。多肢剪力墻，是指空洞成列形狀布置的墻，在受力方面是不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的突變的。

3 剪力墻的布置原則

在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要沿著主軸方向進(jìn)行雙向或者是多向的布置，不同方向的剪力墻可以盡量連接在一起，這樣可以更好的確保剪力墻的使用效果。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要盡量避免讓剪力墻直接對(duì)直。剪力墻在抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證兩個(gè)方向的剪力墻可以在剛度上相互接近，同時(shí)要保證剪力墻盡量簡(jiǎn)易。高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，剪力墻要避免出現(xiàn)單向的設(shè)計(jì)模式，這樣在發(fā)生地震的時(shí)候，剪力墻的抗震效果才能更好的發(fā)揮。剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)剪力墻的數(shù)量也要進(jìn)行必要的控制，不是越多的剪力墻就是越好的，只要做到數(shù)量均勻即可。剪力墻在配置方面是非常少的，這樣并不是說(shuō)剪力墻的使用效果就會(huì)受到影響，恰好相反，剪力墻的配置越多，其抗震效果就會(huì)越差。

剪力墻在豎直方向上要做到從下往上連續(xù)的布置，以避免發(fā)生剛度的突變情況。而在高層建筑中，剪力墻的墻肢截面要遵循規(guī)則簡(jiǎn)易的原則，剪力墻在豎直方向的剛度要均勻，剪力墻的洞口或者門窗要形成明確的墻肢和連接梁。剪力墻在布置設(shè)計(jì)時(shí)不能使之過(guò)于密集，要使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有相互適應(yīng)側(cè)向的剛度，如果側(cè)向剛度過(guò)大，不僅會(huì)加大其墻體本身的重力，還會(huì)在地震發(fā)生時(shí)增大震力，從而導(dǎo)致建筑倒塌的可能。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算的優(yōu)化措施

4.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化原則

在剪力墻機(jī)構(gòu)中，剪力墻一般沿著主軸方向或其它方向進(jìn)行雙向布置，使之形成一定的空間結(jié)構(gòu)，而抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免單一的布置剪力墻，并要使兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度相互接近，以便于使其具有一定的空間工作性能。剪力墻的抗側(cè)剛度和承載力一般都比較大，為了充分地利用剪力墻，減輕該結(jié)構(gòu)的重量，剪力墻的布置不宜過(guò)于緊密，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)具有適度的側(cè)向剛度。較長(zhǎng)的剪力墻要開設(shè)洞口，并將其分成長(zhǎng)度相等的幾段墻面，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與截面高度的比例應(yīng)當(dāng)不小于或等于2，避免剪力墻產(chǎn)生脆性的剪切破壞。

4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的優(yōu)化原則

首先，樓層的最大層間與層高之比的調(diào)整原則。規(guī)范規(guī)定在計(jì)算多地震作用的樓層最大層間位移時(shí)，要以樓間彎曲變形為主，計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形，可以不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形。因此，對(duì)于高層建筑應(yīng)當(dāng)盡可能地扭轉(zhuǎn)變形最小，但是又不能夠僅僅是根據(jù)這層間唯一不夠而盲目地增加豎向構(gòu)件的剛度。然而，在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有的設(shè)計(jì)師一看某一方向的層間位移不足以滿足規(guī)范要求，就不斷地增加該項(xiàng)的側(cè)向剛度，但應(yīng)當(dāng)注意的是架構(gòu)的剪重。

其次，樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則。當(dāng)滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩不能超過(guò)4/10的前提下，要盡可能的減少剪力墻的布置，并以大開間剪力墻布置方案為目標(biāo)，使其結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度使樓層最小剪力系數(shù)不小于規(guī)范限制，這樣做能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效地減小地震作用的輸入，同時(shí)可以降低工程建設(shè)成本的投入。

最后，剪力墻連梁朝向的調(diào)整原則。剪力墻連梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比則小于2.5的連梁很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過(guò)規(guī)范的限值，有關(guān)制度規(guī)定了跨高比不小于5的連梁宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。即跨高比不小于5的連梁剛度不應(yīng)折減。然而跨高比在5～6之間時(shí)，如果連梁剛度不折減就很容易出現(xiàn)剪力或彎矩超限。

5 結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到了很大的應(yīng)用，在現(xiàn)在，建筑的形狀在不斷發(fā)生著改變，同時(shí)人們對(duì)建筑的需求也在不斷發(fā)生著改變，為了更好是進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員要不斷進(jìn)行創(chuàng)新，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面不斷使用新的技術(shù)，這樣能更好的發(fā)展建筑行業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉勛達(dá)，馮振鵬.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（5）.

[2]劉慶.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2011，（31）：82-82.